(57)【要約】      （修正有）【課題】赤外線バンドパスフィルター構造及び該構造を応用する赤外線バンドパスフィルター層を提供する。【解決手段】複数の水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)層２１及び複数の低屈折率層２２が交互に積み重ねて形成し、該複数の低屈折率層は一酸化物であり、８００ｎｍから１６００ｎｍまでの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンド(ｐａｓｓｂａｎｄ)を具有し、該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュード(ｍａｇｎｉｔｕｄｅ)にてシフト(ｓｈｉｆｔｓ)する幅は１１ｎｍより小さい。【選択図】図１
0003225571.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)層及び複数の低屈折率層が交互に積み重ねて形成し、
該複数の低屈折率層は一酸化物であり、該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍまでの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンド(ｐａｓｓｂａｎｄ)を具有し、該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュード(ｍａｇｎｉｔｕｄｅ)にてシフト(ｓｈｉｆｔｓ)する幅は１１ｎｍより小さいことを特徴とする赤外線バンドパスフィルター構造。
【請求項２】
前記赤外線バンドパスフィルター構造の厚みは３０００〜５５００ｎｍとすることを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター構造。
【請求項３】
前記該赤外線バンドパスフィルター構造は３５０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内では高いＯＤ値を具有し、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において高い浸透率を具有することを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター構造。
【請求項４】
前記該赤外線バンドパスフィルター構造は可視光の範囲において、色座標はＲｘ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５、Ｒｙ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５の位置にあり、反射率は２０％より低いことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター構造。
【請求項５】
前記該複数の水素化シアル層が８００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は３.１〜３.６であり、吸光係数は１.Ｅ−４〜１.Ｅ−６、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きいことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター構造。
【請求項６】
前記該複数の低屈折率層は、二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、窒化シアル(ＳｉＡｌ：Ｎ)、窒化ケイ素(ＳｉＮ)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター構造。
【請求項７】
前記該複数の低屈折率層は８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は１．８より小さく、吸光係数は０．０００５より小さいことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター構造。
【請求項８】
基板、赤外線バンドパスフィルター構造、抗反射(ＡＲ)層を含み、
該基板は一つの第一側面及び該第一側面の反対側に位置する一つの第二側面を同時に具有し、
該赤外線バンドパスフィルター構造は該基板の第一側面に形成し、複数の水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)層及び複数の低屈折率層が交互に積み重ねて形成し、該複数の低屈折率層は一酸化物であり、該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンド(ｐａｓｓｂａｎｄ)を具有し、該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュード(ｍａｇｎｉｔｕｄｅ)にてシフト(ｓｈｉｆｔｓ)する幅が１１ｎｍより小さく、及び、
該抗反射(ＡＲ)層は、該基板の第二側面に形成することを特徴とする赤外線バンドパスフィルター。
【請求項９】
前記該赤外線バンドパスフィルター構造の厚みは３０００〜５５００ｎｍであることを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１０】
前記該赤外線バンドパスフィルター構造は３５０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内では高いＯＤ値を具有し、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において高い浸透率を具有することを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１１】
前記該赤外線バンドパスフィルター構造は可視光の範囲において、色座標はＲｘ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５、Ｒｙ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５の位置にあり、反射率は２０％より低いことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１２】
前記該複数の水素化シアル層が８００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は３.１〜３.６であり、吸光係数は１.Ｅ−４〜１.Ｅ−６、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きいことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１３】
前記該複数の低屈折率層は、二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、窒化シアル(ＳｉＡｌ：Ｎ)、窒化ケイ素(ＳｉＮ)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１４】
前記該複数の低屈折率層は８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は１．８より小さく、吸光係数は０．０００５より小さく、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きいことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１５】
前記該抗反射層は複数個の高い屈折率の材料である水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)と複数個の低屈折率の材料が積み重ねて形成し、該低屈折率の材料は二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１６】
前記該抗反射層の厚みは３０００ｎｍ〜６０００ｎｍであることを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は一種の赤外線バンドパスフィルター構造及びフィルター構造の技術分野に係り、特にスパッタリング効率を上げ、大幅に生産コストを下げることができ、及び膜層の曲がり具合を減らすことで、後続の切断工程で角が欠けやすい問題を解決できる赤外線バンドパスフィルター構造及び該構造を応用する赤外線バンドパスフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常スペクトル特性に基づきバンドパスフィルター、短波カットフィルター、長波カットフィルターに分けられる。バンドパスフィルターとは、特定の波形の光の通過を指し、パスバンド以外の光カットは、帯域幅に基づきナローバンドとブロードバンドに分けられ、通常は帯域幅の中心波長の値で区別し、５％より小さい場合はナローバンド、５％より大きい場合はブロードバンドである。環境の可視光の干渉を減らすためには、通常ナローバンドの干渉フィルターを使用する。従来のＲＧＢ可視光カメラには、赤外線カットフィルターの使用は必須であり、不必要な低周波近赤外光をカットすることで、赤外線が可視光に影響を与え、偽色或いは波紋が生じるのを避けると共に、解像度とカラーの還元性を高めることができる。しかし、赤外線カメラが環境光線の干渉を受けないためには、ナローバンドフィルター(即ち赤外線バンドパスフィルター)を使用するのが必要であり、特定の帯域の近赤外光のみが通る。
【０００３】
従来の赤外線バンドパスフィルターは、台湾公知の特許申請案第Ｉ５７６６１７号、第I６４８５６１号の「光学フィルターセンシングシステム」に示すように、主に複数の水素化層及び複数の低屈折率層が交互に積み重ねて形成するものである。該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍまでの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンド(ｐａｓｓｂａｎｄ)を具有し、該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュード(ｍａｇｎｉｔｕｄｅ)にてシフト(ｓｈｉｆｔｓ)する幅は約１２．２〜２０ｎｍである。その中、複数の水素化層はそれぞれ８００ｎｍから１１００ｎｍまでの波長範囲内では３.５より大きい(近い)一つの屈折率を具有する。該複数の低屈折率層とは、一酸化物であり、８００ｎｍから１１００ｎｍまでの波長範囲内での屈折率は２より小さく、それに含まれるのは二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つである。
【０００４】
しかし、従来の赤外線バンドパスフィルターを実際に実施する際には、下記の欠点がある：
【０００５】
１、従来の該複数の水素化層及び該複数の低屈折率層が交互に積み重ねて形成する赤外線帯域フィルターのパスバンドの中心波長は、入射角度が０°から３０°に変わる際に、比較的大きなシフト(約１２.２〜２０ｎｍ)があるため、三次元画像システムに応用する際に、大きな角度から光を取り込む際に識別できない、或いは識別失敗の問題を引き起こし易くなる。
【０００６】
２、該従来技術の赤外線バンドパスフィルターの膜層は、ピュアシリコンターゲットを利用してスパッタリング形成を行う。過大な仕事率ではピュアシリコンターゲットを割って使用不能になるため、ピュアシリコンターゲットは５−６ＫＷの仕事率のみを使ってスパッタリングをするため、スパッタ膜層の部分で比較的多くの時間を費やすことになり、スパッタリングの効率が非常に悪く、それにより製造コスト(電気代、作業時間など)が増える。
【０００７】
３、該従来技術の赤外線バンドパスフィルターの膜層は比較的厚みがあるため、ガラス基板にコーティングする際には、比較的大きく曲がるため、後続の切断工程の際に、角が欠けるなどの問題が起こりやすいことを鑑みて、更なる改善が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】台湾特許申請案第Ｉ５７６６１７号
【特許文献２】台湾特許申請案第I６４８５６１号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
本考案の主な目的は、従来技術の赤外線バンドパスフィルターに存在するスパッタ効率が悪く、生産コストが高い、及び膜層の曲がりにより後続の切断工程において、角が欠けやすい問題などを解決する赤外線バンドパスフィルター構造及び該構造を応用する赤外線バンドパスフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を解決するために、本考案は赤外線バンドパスフィルター構造及び該構造を応用する赤外線バンドパスフィルターを提供するものである。本考案の赤外線バンドパスフィルター構造は複数の水素化シアル層及び複数の低屈折率層が交互に積み重ねて形成したものである。該複数の低屈折率層は一酸化物であり、該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍまでの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンドを具有し、該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュードにてシフトする幅は１１ｎｍより小さい
【００１１】
本考案にて述べる赤外線バンドパスフィルターは主に一つの基板の第一側面に、上述の赤外線バンドパスフィルター構造を形成し、該基板の該第一側面の反対側の一つの第二側面に一つの抗反射層を形成する。
【００１２】
本考案が提供する赤外線バンドパスフィルター構造及び該構造を応用する赤外線バンドパスフィルターは、該複数の水素化シアル層及び該複数の低屈折率層を利用し、交互に積み重ねて形成赤外線バンドフィルター構造のパスバンドの中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、１１ｎｍより小さい、比較的小さなシフト量が生じる。よって、３Ｄ映像システムに応用する際に、識別不能、或いは識別失敗の問題が起こりにくい。特にアルミニウム成分の混ざったシアルターゲットを使って該水素化シアルを作るときは、従来のピュアシリコンターゲットで作る水素化シリコンよりも、２倍以上の仕事率出力(約１０−２０ＫＷ)に耐えることができる。よって、コーティング時間を少なくとも半分に短縮することができ、相対的に同じ時間の生産高も倍以上になるため、工場全体の生産時間、人力、電力などの資源コストも半分に下がり、競争上の優位性を大きく引き上げる。しかも、該赤外線バンドパスフィルター構造の膜層は、アルミニウム成分の拡張性に優れた特徴を活かし、比較的薄い厚みに作ることができるため、ガラス基板にコーティングする際に、比較的薄い膜層で内部応力が相対的に小さくなる。内部応力が小さいと、後続の切断工程において、角が欠けやすい状況の発生を減少することができ、切断の良品率を上げることになり、進んではコストを下げる目的に達する。
【考案の効果】
【００１３】
本考案により、該赤外線バンドパスフィルター構造の膜層の曲がり具合を減らすことで、後続の切断工程において、角が欠けやすい問題を解決し、切断の良品率を上げ、生産コストを下げる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の赤外線バンドパスフィルターの断面略図である。
【図２】本考案が行うコーティングプロセスの真空スパッタリング反応コーティングシステムの構造略図である。
【図３】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第一実施例の膜層の構造略図である。
【図４】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第一実施例のスペクトログラムである。
【図５】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第一実施例の膜層の構造略図である。
【図６】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第二実施例の実験一のスペクトログラムである。
【図７】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第二実施例の実験二の膜層の構造略図である。
【図８】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第二実施例の実験二のスペクトログラムである。
【図９】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第三実施例の膜層構造の略図である。
【図１０】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第三実施例のスペクトログラムである。
【図１１】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の可視光反射率実験の膜層の構造図である。
【図１２】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の可視光反射率実験のスペクトログラムである。
【図１３】本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の可視光反射率実験の色座標範囲図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、本考案の構造と特徴および効果を、最良実施例と図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に示すのは、本考案の赤外線バンドパスフィルターであり、それに含まれるのは基板１０、一つの赤外線バンドパスフィルター構造２０及び一つの抗反射層(ＡＲ)層３０である。
【００１７】
該基板１０はガラスであり、且つ一つの第一側面及び該第一側面の反対側に位置する一つの第二側面を同時に具有する。
【００１８】
該赤外線バンドパスフィルター構造２０は該基板１０の第一側面に形成し、複数の水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)層２１及び複数の低屈折率層２２が交互に積み重ねて形成することで、該赤外線バンドパスフィルター構造２０は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンド(ｐａｓｓｂａｎｄ)を具有する。該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュード(ｍａｇｎｉｔｕｄｅ)にてシフト(ｓｈｉｆｔｓ)する幅が１１ｎｍ(約１０.３〜１０.５ｎｍ)より小さい。また、該赤外線バンドパスフィルター構造２０の厚みが３０００〜５５００ｎｍであり、３５０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内では高いＯＤ値を具有し、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において高い浸透率を具有する。可視光の範囲において、色座標はＲｘ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５、Ｒｙ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５の位置にあり、反射率は２０％より低い。その中、該複数の水素化シアル層２１が８００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は３.１〜３.６であり、吸光係数は１.Ｅ−４〜１.Ｅ−６、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きい。その中、該低屈折率層２２は一酸化物であり、二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、窒化シアル(ＳｉＡｌ：Ｎ)、窒化ケイ素(ＳｉＮ)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含む。しかも、該複数の低屈折率層２２は８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は１．８より小さく、吸光係数は０．０００５より小さい。３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きい。
【００１９】
該抗反射層３０は該基板１０の第二側面に形成し、複数個の高い屈折率の材料である水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)と複数個の低屈折率の材料が積み重ねて形成する。該低屈折率の材料は二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、窒化シアル(ＳｉＡｌ：Ｎ)、窒化ケイ素(ＳｉＮ)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含み、その厚みは３０００ｎｍ〜６０００ｎｍである。
【００２０】
図２に示すように、本考案の水素化シアル膜層２１のスパッタ製造工程は、一つの真空スパッタリング反応コーティングシステム４０の中で行う。それは主にアルミニウム成分を２００ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍ混ぜた各結晶構造のシリコンロータリーターゲットSＩＬＩＣＯＮ ＲＯＴＡＲＹ ＴＡＲＧＥＴ ＯＦ ＥＡＣＨ ＣＲＹＳＴＡＬ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ或いはシリコン単結晶円柱ターゲットをスパッタのターゲット材４５とし、製造工程において(Ａ)ではクリーンな基板１０をローラー４１の上に置くことで、コーティング表面を外向きにする； (Ｂ)ローラー４１をコーティングチャンバー４２内にて一定の速度で回転させる。 (Ｃ)真空度が１０−３から１０−４Ｐａの時、スパッタ源４３を開けてアルゴンを通す。アルゴンはイオン化されてプラズマを形成し、電場磁場の作用の元でターゲット材４５を打ち、シアル材料が該基板１０の上にスパッタリングされてシアルの薄膜を形成する。 (Ｄ)ローラー４１の回転に従い、基板１０は反応源(ＲＦ／ＩＣＰ)のエリア４４に運ばれる。 (Ｅ)反応源エリア４４に水素、酸素及びアルゴンを注入してプラズマを形成し、電場の作用の元で該基板１０に向かって高速運動を行い、最終的に該基板１０にあるシアル薄膜と反応を起こし、水素を含む水素化シアル膜層２１に化学合成する。
その中、高い屈折率の薄膜を作る際、反応源エリア４４に注入される混合気体の中で、水素の比例(流量)を調節することで、８００ｎｍから１６００ｎｍの最高の屈折率を３．１から４に次第に変化し、吸光係数は０．０００５より薄い薄膜を作ることができる。反応源エリア４４に注入される気体が酸素とアルゴンの混合気体である場合、３５０ｎｍから１６００ｎｍの屈折率が１．４６から１．７に次第に変化し、吸光係数が０．０００５より薄い薄膜を作ることができる。
【００２１】
図３、図４に示すのは、本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第一実施例である(８５０ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ)。それは水素化シアル層及び二酸化シアル層が交互に計２７層積み重ねて形成し、積み重ねた厚みは約３５００ｎｍである。その中、該水素化シアル層が８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が３より大きく、且つ３.６に近く、吸光係数は０．０００５より小さく、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きい。該二酸化シアル層が８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が１.８より小さく、吸光係数は０．０００５より小さい。積み重ねて形成する該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンドを具有し、該パスバンドの中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、シフト幅が１１ｎｍより小さい。３Ｄ画像システムに応用する場合、３Ｄ映像解析能力を高めることができる。
【実施例２】
【００２２】
図５、図６に示すのは、本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第二実施例の実験一(９４０ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ)である。それは水素化シアル層及び二酸化シアル層が交互に計３１層積み重ねて形成するものであり、交互に積み重ねた厚みは約４０００ｎｍである。その中、該水素化シアル層が８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が３より大きく、且つ３．６に近く、吸光係数は０．０００５より小さい。３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きい。該二酸化シアル層の８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が１．８より小さく、吸光係数が０．０００５より小さい。積み重ねて形成する該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において、少なくとも一部が重なるパスバンドを具有し、該パスバンドの中心波長の入射角度が０°から３０°に変わる時、シフト幅は１１ｎｍより小さい。３Ｄ画像システムに応用する場合、３Ｄ映像解析能力を高めることができる。
【００２３】
図７、図８に示すのは、本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第二実施例の実験二(９４０ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ)である。それは水素化シアル層及び二酸化シアル層が交互に計３５層積み重ねて形成するものであり、交互に積み重ねた厚みは約４０００〜５５００ｎｍである。その中、該水素化シアル層が８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が３より大きく、且つ３．６に近く、吸光係数は０．０００５より小さい。３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きい。該に二酸化シアル層の８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が１．８より小さく、吸光係数が０．０００５より小さい。積み重ねて形成する該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において、少なくとも一部が重なるパスバンドを具有し、該パスバンドの中心波長の入射角度が０°から３０°に変わる時、シフト幅は１１ｎｍより小さい。そのＴ９０〜Ｔ１０％の斜率は、実施例一(実験一のｓｌｏｐｅは８より小さく、実験二のｓｌｏｐｅは７より小さい)より優れ、同じ位置のＯＤ値も実施例一より優れる。
【実施例３】
【００２４】
図９、図１０に示すのは、本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の第三実施例(１０６４ ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ)である。それは水素化シアル層及び二酸化シアル層が交互に計３３層積み重ねて形成するものであり、交互に積み重ねた厚みは５０００ｎｍ以下である。その中、該水素化シアル層が８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が３より大きく、且つ３．６に近く、吸光係数は０．０００５より小さい。３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きい。該に二酸化シアル層の８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率が１．８より小さく、吸光係数が０．０００５より小さい。積み重ねて形成する該赤外線バンドパスフィルター構造は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において、少なくとも一部が重なるパスバンドを具有し、該パスバンドの中心波長の入射角度が０°から７°に変わる時、シフト幅は２ｎｍより小さく、４００から１０００ｎｍ及び１１２０〜１６００の波長範囲内でのパスバンドの入射角度は０°から７°に変わる時、ＯＤ>３である。
【００２５】
図１１から図１３に示すのは、本考案の赤外線バンドパスフィルター構造の可視光反射率の実験である。水素化シアル層及び二酸化シアル層を交互に計３７層積み重ねて形成するものであり、可視光の範囲において、色座標はＲｘ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ０．２〜０．５、Ｒｙ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ０．２〜０．５に位置し、反射率は２０％より低い。
【００２６】
本考案にて提供する赤外線バンドパスフィルター構造及び該構造を応用する赤外線バンドパスフィルターには下記のメリットを具有する：
【００２７】
１、本考案は複数の水素化シアル層２１及び該複数の低屈折率層２２が交互に積み重ねて形成する赤外線バンドパスフィルター構造２０のパスバンドの中心波長の入射角度が０°から３０°に変わる時、１１ｎｍより小さい、比較的少ないシフト(約１０.３〜１０．５ｎｍ)があるため、３Ｄ画像システムに応用する際に、識別できない、或いは識別失敗の問題になりにくい。
【００２８】
２、本考案にアルミニウム成分の混ざったシアルターゲットは、従来のピュアシリコンターゲットより２倍以上の仕事率出力(約１０−２０ＫＷ)に耐えることができるため、コーティング時間を少なくとも半分に短縮することができる。相対的に同じ時間の生産高も倍以上になるため、工場全体の生産時間、人力、電力などの資源コストも半分に下がり、競争上の優位性を大きく引き上げる。
【００２９】
３、本考案の膜層は、アルミニウム成分の拡張性に優れた特徴を活かし、比較的薄い厚みに作ることができるため、ガラス基板にコーティングする際に、比較的薄い膜層で内部応力が相対的に小さくなる。内部応力が小さいと、後続の切断工程において、角が欠けやすい状況の発生を減少することができ、切断の良品率を上げることになり、進んではコストを下げる目的に達する。
【００３０】
以上の実施例による本考案の詳細な説明は本考案の範囲を制限するものではない。本技術に熟知する者は、固定構造の変更などの適当な変更および調整を行うことができ、これらの変更および調整を行っても本考案の重要な意義は失われず、本考案の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  基板 
２０  赤外線バンドパスフィルター構造           
２１  水素化シアル層
２２  低屈折率層
３０  抗反射層
４０  真空スパッタリング反応コーティングシステム
４１  ローラー
４２  コーティングチャンバー
４３  スパッタ源
４４  反応源エリア                 
４５  ターゲット材
【図１】
0003225571.tif 000003
【図２】
0003225571.tif 000004
【図３】
0003225571.tif 000005
【図４】
0003225571.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月17日(2020.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)層及び複数の低屈折率層が交互に積み重ねて形成し、
該複数の低屈折率層は一酸化物であり、
８００ｎｍから１６００ｎｍまでの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンド(ｐａｓｓｂａｎｄ)を具有し、該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュード(ｍａｇｎｉｔｕｄｅ)にてシフト(ｓｈｉｆｔｓ)する幅は１１ｎｍより小さいことを特徴とする赤外線バンドパスフィルター層。
【請求項２】
前記赤外線バンドパスフィルター層の厚みは３０００〜５５００ｎｍとすることを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター層。
【請求項３】
前記赤外線バンドパスフィルター層は３５０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内では高いＯＤ値を具有し、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において高い浸透率を具有することを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター層。
【請求項４】
前記赤外線バンドパスフィルター層は可視光の範囲において、色座標はＲｘ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５、Ｒｙ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５の位置にあり、反射率は２０％より低いことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター層。
【請求項５】
前記複数の水素化シアル層が８００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は３.１〜３.６であり、吸光係数は１.Ｅ−４〜１.Ｅ−６、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きいことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター層。
【請求項６】
前記複数の低屈折率層は、二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、窒化シアル(ＳｉＡｌ：Ｎ)、窒化ケイ素(ＳｉＮ)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター層。
【請求項７】
前記複数の低屈折率層は８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は１．８より小さく、吸光係数は０．０００５より小さいことを特徴とする請求項１記載の赤外線バンドパスフィルター層。
【請求項８】
基板、赤外線バンドパスフィルター層、抗反射(ＡＲ)層を含み、
該基板は一つの第一側面及び該第一側面の反対側に位置する一つの第二側面を同時に具有し、
該赤外線バンドパスフィルター層は該基板の第一側面に形成し、複数の水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)層及び複数の低屈折率層が交互に積み重ねて形成し、該複数の低屈折率層は一酸化物であり、該赤外線バンドパスフィルター層は、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において、少なくとも一部が重なる一つのパスバンド(ｐａｓｓｂａｎｄ)を具有し、該パスバンドには一つの中心波長を具有し、且つ該中心波長の入射角度が０°から３０°に変わるとき、マグニチュード(ｍａｇｎｉｔｕｄｅ)にてシフト(ｓｈｉｆｔｓ)する幅が１１ｎｍより小さく、及び、
該抗反射(ＡＲ)層は、該基板の第二側面に形成することを特徴とする赤外線バンドパスフィルター。
【請求項９】
前記赤外線バンドパスフィルター層の厚みは３０００〜５５００ｎｍであることを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１０】
前記赤外線バンドパスフィルター層は３５０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内では高いＯＤ値を具有し、８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内において高い浸透率を具有することを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１１】
前記赤外線バンドパスフィルター層は可視光の範囲において、色座標はＲｘ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５、Ｒｙ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  ０.２〜０.５の位置にあり、反射率は２０％より低いことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１２】
前記複数の水素化シアル層が８００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は３.１〜３.６であり、吸光係数は１.Ｅ−４〜１.Ｅ−６、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きいことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１３】
前記複数の低屈折率層は、二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、窒化シアル(ＳｉＡｌ：Ｎ)、窒化ケイ素(ＳｉＮ)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１４】
前記複数の低屈折率層は８００ｎｍから１６００ｎｍの波長範囲内での屈折率は１．８より小さく、吸光係数は０．０００５より小さく、３５０ｎｍから７００ｎｍの波長範囲内での吸光係数は０．００５より大きいことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１５】
前記抗反射層は複数個の高い屈折率の材料である水素化シアル(ＳｉＡｌ：Ｈ)と複数個の低屈折率の材料が積み重ねて形成し、該低屈折率の材料は二酸化シアル(ＳｉＡｌ：Ｏ２)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、五酸化ニオブ(Ｎｂ２Ｏ５)、五酸化タンタル(Ｔａ２Ｏ５)及びその混合物の中の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。
【請求項１６】
前記抗反射層の厚みは３０００ｎｍ〜６０００ｎｍであることを特徴とする請求項８記載の赤外線バンドパスフィルター。